Мы поможем решить ваши проблемы с отоплением дома! Задать вопрос

Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации

Разнообразие установок

Прежде чем приступать к созданию своими руками гелиосистемы отопления для дачи и дома, нужно выяснить, какие батареи вообще существуют. На сегодняшний солнечный коллектор бывают следующих видов:

вакуумный. В конструкции такой батареи между оболочкой агрегата и телом нагрева присутствует вакуум. С помощью такого приспособления можно подогреть воду до 300 градусов. Минусом здесь является невозможность проводить самостоятельную чистку от снега и инея;

Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации

Вакуумный коллектор

плоский. Внешне такой коллектор имеет вид прозрачной внешней панели. Внутри солнечной батареи такого типа размещаются трубки, а задняя часть оснащена теплоизолятором. Теплопотери здесь больше, однако конструкция легко собирается своими руками. Кроме того ее можно самостоятельно очищать от намерзшего снега и льда. Нагревает воду до 200 оС. К минусам следует отнести наличие большой нагрузки на фиксаторы устройства при сильном ветре, так как батарея имеет плохообтекаемую форму;

Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации

Плоский коллектор

воздушный. В качестве носителя тепла здесь выступает воздух. Такие батареи легко можно сделать своими руками. Но основным минусом здесь является невозможность использовать устройство для нагрева воды, а также низкий КПД прибора;

Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации

Воздушный коллектор

трубчатый. Агрегат такого типа состоит из четырех трубок, заполненных базовым теплоносителем. Его циркуляция осуществляется за счет разницы температуры батареи с ее нижней зоной. Для таких приборов характерна большая плоскость поверхности;

Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации

Трубчатый коллектор

подвижная система, применяемая для обогрева дома солнечной энергией. Это специально разработанные установки, которые могут поворачиваться за движением солнца. На сегодняшний день существуют различные модели, способные на поворот различных своих частей.

Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации

Подвижные солнечные батареи

Несмотря на различное строение, принцип функционирования солнечных коллекторов будет практически идентичным.

Устройство и принцип работы

Солнечное отопление частного дома — инновационная технология, о которой пока еще не все имеют четкое представление. Между тем, все возможности для установки и использования соответствующих комплексов имеются практически у любого домовладельца. Необходимость финансовых вложений существует только для приобретения аппаратуры или оборудования, все остальное он получит бесплатно.

Существует два варианта организации солнечного отопления:

  1. Солнечные батареи;
  2. Солнечные коллекторы.

Использование солнечных батарей — более затратный метод, требующий присутствия большого количества оборудования. Используются фотоэлектрические элементы, расположенные на открытой площадке под нужным углом для максимально перпендикулярного падения солнечных лучей. Они вырабатывают электрический ток, который накапливается в аккумуляторных батареях, преобразуется в переменный ток со стандартными параметрами, после чего направляется на отопительные приборы.

Отопление от солнечных батарей в частном доме дает массу дополнительных возможностей. Такой способ имеет значительное преимущество —электрический ток, который вырабатывают солнечные батареи, можно использовать не только на обогрев дома, но и на питание любых приборов, на освещение или иные надобности.

Солнечные коллекторы действуют по другому принципу. Они не вырабатывают, а получают от Солнца тепловую энергию, которая нагревает теплоноситель в емкостях или трубках. В принципе, коллектором можно считать любую емкость с водой, выставленную на солнце, но имеются специальные конструкции, способные продемонстрировать наибольшую эффективность. Такой вариант системы значительно проще, дешевле и доступен для самостоятельного изготовления.

Полученное тепло сразу реализуется в повышении температуры теплоносителя, который аккумулируется в накопительной емкости, откуда распределяется по отопительным контурам дома. Оптимальным способом обогрева является использование низкотемпературных систем, таких как теплый пол. Они не нуждаются в сильном нагреве, что соответствует возможностям солнечных коллекторов. В ночное время расходуется теплоноситель, нагретый за день.

Способы подключения к системе отопления

Поскольку устройства на солнечной энергии не могут обеспечить стабильное и круглосуточное снабжение энергией, необходима система устойчивая к этим недостаткам.

Для средней полосы России солнечные устройства не могут гарантировать стабильный приток энергии, поэтому используются как дополнительная система. Интегрирование в существующую систему отопления и горячего водоснабжения отличается для солнечного коллектора и солнечной батареи.

Схема подключении теплового коллектора

В зависимости от целей использования теплового коллектора применяются разные системы подключения. Вариантов может быть несколько:

  1. Летний вариант для горячего водоснабжения
  2. Зимний вариант для отопления и горячего водоснабжения

Летний вариант наиболее простой и может обходится даже без циркуляционного насоса, используя естественную циркуляцию воды.

Вода нагревается в солнечном коллекторе и за счет теплового расширения поступает в бак-аккумулятор или бойлер. При этом происходит естественная циркуляция: на место горячей воды из бака засасывается холодная.

Зимой при отрицательных температурах прямой нагрев воды не возможен. По закрытому контуру циркулирует специальный антифриз, обеспечивая перенос тепла от коллектора к теплообменнику в баке

Как любая система основанная на естественной циркуляции работает не очень эффективно, требуя соблюдения необходимых уклонов. Кроме того, аккумулирующий бак должен быть выше чем солнечный коллектор.

Чтобы вода оставалась как можно дольше горячей бак необходимо тщательно утеплить.

Если Вы хотите действительно добиться максимально эффективной работы солнечного коллектора, схема подключения усложниться.

Чтобы ночью коллектор не превратился в радиатор охлаждения необходимо прекращать циркуляцию воды принудительно

По системе солнечного коллектора циркулирует незамерзающий теплоноситель. Принудительную циркуляцию обеспечивает насос под управлением контроллера.

Контроллер управляет работой циркуляционного насоса основываясь на показаниях как минимум двух температурных датчиков. Первый датчик измеряет температуру в накопительном баке, второй — на трубе подачи горячего теплоносителя солнечного коллектора. Как только температура в баке превысит температуру теплоносителя, в коллекторе контроллер отключает циркуляционный насос, прекращая циркуляцию теплоносителя по системе.

В свою очередь при понижении температуры в накопительном баке ниже заданной включается отопительный котел.

Схема подключения солнечной батареи

Было бы заманчиво применить схожую схему подключения солнечной батареи к электросети, как это реализовано в случае солнечного коллектора, накапливая поступившую за день энергию. К сожалению для системы электроснабжения частного дома создать блок аккумуляторов достаточной емкости очень дорого. Поэтому схема подключения выглядит следующим образом.

При снижении мощности электрического тока от солнечной батареи блок АВР (автоматическое включение резерва) обеспечивает подключение потребителей к общей элетросети

С солнечных панелей заряд поступает на контроллер заряда, который выполняет несколько функций: обеспечивает постоянную подзарядку аккумуляторов и стабилизирует напряжение. Далее электрический ток поступает на инвертор, где происходит преобразование постоянного тока 12В или 24В в переменный однофазный ток 220В.

Увы, наши электросети не приспособлены для получения энергии, могут работать только в одном направлении от источника к потребителю. По этой причине вы не сможете продавать добытую электроэнергию или хотя бы заставить счетчик крутиться в обратную сторону.

Использование солнечных батарей выгодно тем, что они предоставляют более универсальный вид энергии, но при этом не могут сравнится по эффективности с солнечными коллекторами. Однако последние не обладают возможностью накапливать энергию в отличие от солнечных фотоэлектрических батарей.

Расчет относительно радиаторов

Важным является и проведение расчета относительно нужного секционного количества для радиаторов. Формула следующая: площадь помещения*100 /кВт одной секции.

  • Учитывать площадь комнат, а не всей дачи. Расчет батарее направлен только на обогрев комнаты.
  • На мощность одной секции батарее влияет ее материал. В расчет можно использовать показатель в 180Вт мощи от одной секции современного радиатора.

Пример, нужно провести расчет радиаторов для отопления помещения в 25 кв. м. При этом секция выдает 180Вт мощности. Тогда 25кв.м*100/180Вт=13секция. То есть, в комнату понадобиться радиатор с 13 секциями, но если комната угловая, тогда 13*1,2 поучаем 15 секций.

Важно помнить, что как бы хорошо не был проведен расчет для отопления здания, неправильный монтаж всех элементов приведет к малоэффективному обогреву (рис 4). Как выбрать отопление для дачного дома

Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации Как выбрать отопление для дачного дома

Этап 2. Расчет мощности оборудования и количества радиаторов

Эту процедуру лучше доверить специалистам, но при желании можете произвести все расчеты самостоятельно – с помощью формулы (1 кВт х 10 м²).

Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации

Полученную цифру увеличьте на коэффициент привязки к месторасположени ю участка:

  • для южных регионов страны это 8-9;
  • для северных – 1,5-2;
  • для центральных – 1,5.

Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации

Если планируется использование горячей воды для бытовых нужд, то добавьте к полученному значению еще 25% (котел в данном случае обязательно должен быть двухконтурным), затем еще 20% – на непредвиденные ситуации.

Теплопотери в зависимости от варианта подключения радиаторов

Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации

Внимание! Самым простым в выполнении вариантом считается однотрубная закрытая система, известная в народе как «ленинградка». О ней – в тематическом видеоролике

3 Коллекторы для частных домов

Коллекторы в основном используются в теплое время года. Однако даже зимой такие установки могут быть полезны, поскольку они успешно заменяют бойлер и позволяют сэкономить на горячей воде. В холодное время года нагретый теплоноситель на участках можно применять в теплых полях, затем остатки тепла могут быть отправлены в геотермальный контур, что сократит мощность насоса.

Если нужно создать систему отопления от солнца своими руками, следует просчитать мощность коллектора. Если он будет предназначаться для бытовых нужд, то нужно учитывать следующее:

  • на один квадратный метр прибора приходится преимущественно 900 Вт;
  • для увеличения температуры воды требуется 1,16 Вт;
  • с учетом теплопотерь оборудования один квадратный метр может нагреть в течение часа до 10 литров жидкости.

Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации

Наиболее простой коллектор изготавливается на основе металлических труб. Он является плоским. Для его сооружения нужно подготовить следующие инструменты:

  • поликарбонат или закаленное стекло;
  • аппарат для сварки;
  • доски из дерева;
  • стальной лист;
  • трубы на основе меди или нержавейки;
  • негорючий утеплитель;
  • матовая черная краска, устойчивая к воздействию высоких температур.

Чтобы конструкция полноценно работала, ее нужно правильно собрать. Алгоритм действий для этого применяется следующий:

  1. 1. Две горизонтальные трубы с большим диаметром сваривают в решетку. По ним будет подаваться теплоноситель, а между ними будут находиться две вертикальные трубы меньшего размера. Внутри них теплоноситель при нагреве будет циркулировать.
  2. 2. По размеру сваренной решетки собирается дощатая рама.
  3. 3. Трубы нужно приварить к стальному листу, который будет адсорбировать солнечную энергию. Прилегание должно быть максимально плотным. Все следует покрасить в черный матовый цвет.
  4. 4. На лист вместе с трубами накладывают рамы, причем трубы должны располагаться с внутренней стороны. Для выхода и входа труб нужно просверлить отверстия. Затем накладывается утеплитель. Если в его качестве применяют гигроскопичный материал, нужна гидроизоляция, чтобы утеплитель не намокал.
  5. 5. Стыки заполняют герметиком, а утеплитель фиксируется с помощью листа ОСБ.
  6. 6. Со стороны адсорбера укладывают поликарбонат или стекло с учетом небольшого воздушного зазора. Это предотвратит остывание стального листа.
  7. 7. Стекло можно зафиксировать оконными деревянными штапиками.

Бак и коллектор нужно разместить правильно по отношению друг к другу. Для обеспечения естественной циркуляции жидкости бак необходимо установить выше коллектора, а трубы должны располагаться под постоянным наклоном. Если коллектор установлен на крыше, тогда к системе подключают насос для обеспечения движения воды.

Трубчатые солнечные коллекторы

Трубчатые солнечные коллекторы собираются из отдельных трубок, по которым курсирует вода, газ или пар. Это одна из разновидностей гелиосистем открытого типа. Однако теплоноситель уже намного лучше защищен от внешнего негатива. Особенно в вакуумных установках, устроенных по принципу термосов.

Каждая трубка подключается к системе отдельно, параллельно друг другу. При выходе из строя одной трубки ее легко поменять на новую. Вся конструкция может собираться непосредственно на кровле здания, что значительно облегчает монтаж.

Трубчатый коллектор имеет модульную структуру. Основным элементом является вакуумная трубка, количество трубок варьируется от 18 до 30, что позволяет точно подобрать мощность системы

Веский плюс трубчатых солнечных коллекторов заключается в цилиндрической форме основных элементов, благодаря которым солнечное излучение улавливается круглый световой день без применения дорогостоящих систем слежения за передвижением светила.

Специальное многослойное покрытие создает своего рода оптическую ловушку для солнечных лучей. На схеме частично показана внешняя стенка вакуумной колбы отражающая лучи на стенки внутренней колбы

По конструкции трубок различают перьевые и коаксиальные солнечные коллекторы.

Коаксиальная трубка представляет собой сосуд Дьаюра или всем знакомый термос. Изготовлены из двух колб между которыми откачан воздух. На внутреннюю поверхность внутренней колбы нанесено высокоселективное покрытие эффективно поглощающее солнечную энергию.

При цилиндрической форме трубки солнечные лучи всегда падают перпендикулярно поверхности

Тепловая энергия от внутреннего селективного слоя передается тепловой трубке или внутреннему теплообменнику из алюминиевых пластин. На этом этапе происходят нежелательные теплопотери.

Перьевая трубка представляет собой стеклянный цилиндр со вставленным внутрь перьевым абсорбером.

Свое название система получила от перьевого абсорбера, который плотно обхватывает тепловой канал из теплопроводящего металла

Для хорошей теплоизоляции из трубки откачан воздух. Передача тепла от абсорбера происходит без потерь, поэтому КПД перьевых трубок выше.

Термотрубка представляет собой запаянную емкость с легкоиспаряющейся жидкостью.

Поскольку легкоиспаряющаяся жидкость естественным образом стекает на дно термотрубки, минимальный угол наклона составляет 20°

Внутри термотрубки находится легкоиспаряющаяся жидкость, которая воспринимает тепло от внутренней стенки колбы или от перьевого абсорбера. Под действием температуры жидкость закипает и в виде пара поднимается вверх. После того как тепло отдано теплоносителю отопления или горячего водоснабжения, пар конденсируется в жидкость и стекает вниз.

В качестве легкоиспаряющейся жидкости часто применяется вода при низком давлении.

В прямоточной системе используется U-образная трубка, по которой циркулирует вода или теплоноситель системы отопления.

Одна половина U-образной трубки предназначена для холодного теплоносителя, вторая отводит нагретый. При нагреве теплоноситель расширяется и поступает в накопительный бак, обеспечивая естественную циркуляцию. Как и в случае систем с термотрубкой, минимальный угол наклона должен составлять не менее 20⁰.

При прямоточном подключении давление в системе не может быть высоким, так как внутри колбы технический вакуум

Прямоточные системы более эффективны так как сразу нагревают теплоноситель.

Если системы солнечных коллекторов запланированы к использованию круглый год, то в них закачивается специальные антифризы.

Плюсы и недостатки трубчатых коллекторов

Применение трубчатых солнечных коллекторов имеет ряд достоинств и недостатков. Конструкция трубчатого солнечного коллектора состоит из одинаковых элементов, которые относительно легко заменить.

Достоинства:

  • низкие теплопотери;
  • способность работать при температуре до -30⁰С;
  • эффективная производительность в течение всего светового дня;
  • хорошая работоспособность в областях с умеренным и холодным климатом;
  • низкая парусность, обоснованная способностью трубчатых систем пропускать сквозь себя воздушные массы;
  • возможность производства высокой температуры теплоносителя.

Конструктивно трубчатая конструкция имеет ограниченную апертурную поверхность. Обладает следующими недостатками:

  • не способна к самоочистке от снега, льда, инея;
  • высокая стоимость.

Несмотря на первоначально высокую стоимость, трубчатые коллекторы быстрее окупаются. Имеют большой срок эксплуатации.

Трубчатые коллекторы относятся к гелиоустановкам открытого типа, потому не подходят для круглогодичного использования в системах отопления

Схемы подключения радиаторов

Для обывателей, которые не задумываются над тем, как подключены радиаторы в их собственном доме, все равно, какая схема используется. Главное для них – тепло в доме. Но, как показывает практика, именно схема подключения радиаторных батарей влияет на качество отдачи тепла. А схем две: одно- и двухтрубная.

Как сделать однотрубную систему отопления частного дома своими руками

В первую очередь надо понять, почему она так называется. По сути, однотрубка – это кольцо, в центре которого стоит котел. Трубы проложены вблизи от пола по кругу, к ним подключены батареи. Каждая из них забирает теплоноситель с одной стороны с нижнего патрубка и в эту же трубу с другого противоположного патрубка (нижнего) выдавливает уже охлажденную воду.

Скажем прямо, не самый лучший вариант, потому что имеет один существенный недостаток. В дальние от котла радиаторы поступает теплоноситель со значительно сниженной температурой. То есть, ближние батареи к котлу будут горячими, дальние теплыми. А значит, в каких-то комнатах будет прохладно.

Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации

Однотрубка с подключением радиаторов к одному контуру

Но если частный дом небольшой в 3÷6 комнат, то однотрубная система отопления в нем оправдана за счет простоты проведения монтажа своими руками, плюс небольшое количество труб, запорной арматуры и фитингов. То есть, это самый экономичный вариант в плане сооружения. Схема и порядок монтажа однотрубного отопления хоть и считаются несложными, все равно ответственность проводимых операций высокая. Особенно это касается систем с естественной циркуляцией теплоносителя

Здесь важно точно соблюсти уклон трубной разводки

Двухтрубная схема

Эта водяная система по проведению монтажных работ более сложная, плюс в ней используется большее количество материалов. Но работает она гораздо лучше, чем однотрубная. Чисто конструктивно схема расположения труб в ней – это два контура: подающий и обратный. Необходимо отметить, что оба трубопровода являются глухими и соединяются между собой только через радиаторы и нагревательный котел. По самим названиям становится понятным, что по подающему контуру к радиаторам подается нагретый теплоноситель, а по обратному охлажденный отводится в котел.

При этом подсоединяться радиаторы к подающему контуру могут по-разному. Вариант первый – схема с нижней разводкой. Это когда труба подачи теплоносителя проходит по полу с подключением к верхним патрубкам радиаторов. Обратка проводится тут же, но с подключением к нижним патрубкам отопительных батарей.

Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации

Двухтрубка с нижней разводкой

Второй вариант – схема с верхней разводкой. Это когда от котла вверх проводится трубный стояк, который переходит в контур, распределяющий теплоноситель по радиаторам. Последний монтируют под потолком или на чердаке. Обратку монтируют, как обычно, на уровне пола или в подвале.

Необходимо обозначить, что верхняя разводка – это два варианта распределения труб от стояка.

  • Когда проводится одна горизонтальная труба, а от нее к радиаторам сверху спускают стояки из труб небольшого диаметра.
  • Когда на стояке устанавливается коллектор, от которого к каждой батареи отводится свой контур. Такую систему так и называют – коллекторной. Хотя в народе можно часто услышать и другие названия – паук или лучевая схема. Кстати, специалисты считают, что это самый лучший вариант для частного дома, если ставиться задача монтажа отопления своими руками. Она самая эффективная, но и самая затратная в плане расхода труб.

Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации

Двухтрубка с верхней разводкой

Обратите внимание на фото выше. На нем четко показаны участки отопительной системы, где «1» — это общий контур, «2» — основной стояк от котла, «3» — горизонтальный участок с уклоном, обычно он располагается на чердаке

«4» — это стояки, подающие теплоноситель на радиаторы. «5» — стояки, отводящие теплоноситель от батарей и «6» — это обратка.

И еще две разновидности двухтрубной системы – это с горизонтальной разводкой и вертикальной. Первая используется для одно- или двухэтажных строений, вторая для многоэтажных. Отличительная особенность второй перед первой – наличие высокого стояка, от которого по этажам распределяются подающие контуры.

Однотрубная вертикальная

Как еще можно отапливать однотрубной системой двухэтажные домовладения? Альтернатива действительно есть – это однотрубная вертикальная система отопления, которой пользуются многие люди, подыскивающие подходящую схему парового отопления в частном доме. Никаких сложностей в подобной схеме нет, нужно просто вывести подающую трубу с теплоносителем на второй этаж и подключить располагающиеся там батареи, после чего сделать отводы вниз, на первый этаж.

Достоинства и недостатки однотрубной вертикальной схемы

Как обычно, начнем с положительных черт:

Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации

В однотрубных вертикальных системах отопления теплоноситель проходит от радиатора на верхнем этаже к нижним этажам.

  • более выраженная экономия на материалах;
  • сравнительно одинаковая температура воздуха на первом и втором этажах;
  • простота реализации.

Список недостатков такой же, как и у предыдущей схемы. В него вошли потери тепла на последних радиаторах. А так как теплоноситель у нас подается через верхний этаж, то на первом этаже может быть прохладнее, чем на втором.

Экономия на материалах получается более чем солидной. Наверх у нас отправляется всего одна труба, от которой теплоноситель распределяется по всем радиаторам второго этажа (не последовательно). От каждого верхнего радиатора трубы спускаются к радиаторам на первом этаже, после чего попадают в одну общую обратную трубу. Таким образом, данная схема предполагает минимальное использование материалов.

Особенности монтажа однотрубной вертикальной системы

Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации

При монтаже вертикальной однотрубной системы вы получите столько цепочек, сколько радиаторов у вас будет располагаться на каждом этаже.

В предыдущей схеме газового отопления в частном доме трубы последовательно обходили радиаторы на первом и втором этажах. То есть у нас получались две параллельные цепочки, в каждой из которых включалось несколько радиаторов. В текущей схеме у нас тоже есть цепочки, но они вертикальные. Например, если на каждом этаже по четыре радиатора, то у нас получаются четыре цепочки, соединенные параллельно.

Данная схема предполагает одну цельную подающую трубу, проходящую по верхнему этажу. От нее делаются отводы к каждому радиатору. После прохождения верхних радиаторов теплоноситель поступает к нижним радиаторам, лишь после этого – в обратную трубу, проходящую по первому этажу.

Если в первом случае наибольшие тепловые потери наблюдались в дальних радиаторах первого и второго этажей, то в данной схеме будет прохладнее на первом этаже, так как часть тепла будет израсходована на втором этаже.

Однотрубная вертикальная схема отопления частного дома с газовым котлом может быть реализована без принудительной циркуляции теплоносителя. Все дело в том, что температура теплоносителя, поступающего к радиаторам второго этажа, одинаковая. Падение температуры наблюдается лишь на первом этаже. Но если мы дополним радиаторы перемычками-байпасами, то изменение температуры будет минимальным – им можно будет пренебречь.

Таким образом, данная схема, дополненная перемычками-байпасами, станет самой экономичной и недорогой среди любых других схем. Вместо газового котла может быть использован любой другой котел. Схема электрического отопления частного дома ничем не отличается от газового отопления (разве что типом котла).

1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (голосов пока нет)
Загрузка...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *